基于鲁棒自适应反步的可重复使用飞行器再入姿态控制 被引量：18

1

作者 王芳 宗群 +1 位作者 田栢苓 王婕 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期12-18,共7页

考虑惯性矩阵不确定和力矩扰动的影响,设计再入可重复使用飞行器的鲁棒自适应反步姿态控制器.首先,设计虚拟控制时,通过自适应实现对不确定项的未知边界的估计;其次,设计实际控制输入时,为消除反步法的"计算爆炸"问题,将虚拟... 考虑惯性矩阵不确定和力矩扰动的影响,设计再入可重复使用飞行器的鲁棒自适应反步姿态控制器.首先,设计虚拟控制时,通过自适应实现对不确定项的未知边界的估计;其次,设计实际控制输入时,为消除反步法的"计算爆炸"问题,将虚拟控制导数作为不确定项,引入鲁棒项消除不确定与力矩扰动的影响;再次,基于Lyapunov理论证明了跟踪误差收敛到任意小邻域;最后,基于X-33的六自由度模型仿真验证了所设计的控制策略的有效性. 展开更多

关键词 可重复使用飞行器 再入段 反步法 自适应 鲁棒

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机动再入飞行器主动段再入点约束闭路制导研究 被引量：8

2

作者 王小虎 陈翰馥 刘锋 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期37-41,51,共6页

基于机动再入飞行器再入制导段控制条件苛刻和难度大 ,必须为飞行器创造最佳的再入条件。本文对具有再入点约束的主动段闭路制导律进行了研究。根据飞行器椭圆弹道的性质、飞行器再入条件、球面几何和不动点原理给出了理想弹道的计算算... 基于机动再入飞行器再入制导段控制条件苛刻和难度大 ,必须为飞行器创造最佳的再入条件。本文对具有再入点约束的主动段闭路制导律进行了研究。根据飞行器椭圆弹道的性质、飞行器再入条件、球面几何和不动点原理给出了理想弹道的计算算法。为使飞行器能在主动段很快地进入到理想弹道上 ,系统采用了非线性的推力向量控制及预测制导方法。通过对新型号再入飞行器的制导系统的设计与仿真 。 展开更多

关键词 机动再入飞行器 再入点 闭路制导 再入制导 制导律 主动段 显式制导

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基于平方根CKF的多传感器序贯式融合跟踪算法 被引量：8

3

作者 刘华 吴文 王世元 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2015年第7期1494-1498,共5页

为了提高非线性序贯式融合跟踪算法的精度,提出了基于平方根容积卡尔曼滤波器的多传感器序贯式融合跟踪算法。该算法使用三阶容积数值积分原则计算非线性过程的均值和方差,克服了扩展卡尔曼滤波器存在的滤波精度低及平方根无迹卡尔曼滤... 为了提高非线性序贯式融合跟踪算法的精度,提出了基于平方根容积卡尔曼滤波器的多传感器序贯式融合跟踪算法。该算法使用三阶容积数值积分原则计算非线性过程的均值和方差,克服了扩展卡尔曼滤波器存在的滤波精度低及平方根无迹卡尔曼滤波器存在的参数复杂的缺点。同时,在滤波递归过程中以协方差平方根矩阵代替协方差矩阵,这样确保了滤波算法的数值稳定性,提高了跟踪的精度。最后用已知弹道系数的再入段弹道跟踪模型对所提算法的性能进行仿真测试。仿真结果表明,所提算法具有很好的跟踪性能,是一种有效的非线性序贯式融合跟踪算法。 展开更多

关键词 多传感器 序贯式融合 平方根容积卡尔曼滤波器 再入段

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再入段等离子体对弹头RCS的影响研究 被引量：7

4

作者 周超 张小宽 +1 位作者 张晨新 吴国成 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2014年第3期83-86,共4页

在分析等离子体对电磁波衰减机理的基础上,研究了再入段弹头周围包覆等离子体对雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的影响。推导计算了再入段等离子体参数,借助电磁仿真软件FEKO,利用快速多极子与物理光学法相结合的方法对等离子体... 在分析等离子体对电磁波衰减机理的基础上,研究了再入段弹头周围包覆等离子体对雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)的影响。推导计算了再入段等离子体参数,借助电磁仿真软件FEKO,利用快速多极子与物理光学法相结合的方法对等离子体参数影响目标RCS的情况进行了实验仿真。仿真结果表明,再入段弹头包覆一定厚度的等离子体时RCS值比没有包覆等离子体的RCS值有所降低,给反导系统目标探测与弹道导弹突防带来一定的影响。 展开更多

关键词 等离子体 再入段 雷达散射截面 FEKO仿真

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VTHL运载器再入返回预设时间滑模控制 被引量：4

5

作者 徐世昊 关英姿 +1 位作者 浦甲伦 韦常柱 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期149-162,共14页

针对模型参数不确定和存在外部干扰的垂直起飞水平着陆(VTHL)可重复使用运载器再入返回姿态跟踪控制问题,提出一种新型预设时间滑模控制方法,使姿态控制误差收敛时间上界与再入初始状态无关且可预先设定。首先基于反正切函数设计预设时... 针对模型参数不确定和存在外部干扰的垂直起飞水平着陆(VTHL)可重复使用运载器再入返回姿态跟踪控制问题,提出一种新型预设时间滑模控制方法,使姿态控制误差收敛时间上界与再入初始状态无关且可预先设定。首先基于反正切函数设计预设时间非奇异滑模面,状态量在滑模面可在预设时间内收敛;其次预设时间滑模控制律,引入正弦补偿函数避免控制量出现奇异,以保证滑动模态在预设时间内到达;为提高控制系统鲁棒性并减弱抖振,采用预设时间扩张状态观测器对扰动进行估计和补偿;最后基于Lyapunov理论,证明了控制律可使姿态控制误差在预设时间内收敛;通过数值仿真验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 垂直起飞水平着陆(VTHL)运载器 再入返回 预设时间控制 滑模控制 扩张状态观测器

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高超声速飞行器再入段滚转控制及鲁棒性分析 被引量：5

6

作者 刘军 黄一敏 +1 位作者 孙春贞 尹亮亮 《电光与控制》 北大核心 2014年第7期81-85,共5页

高超声速飞行器再入段保持大迎角下滑过程中,航向失稳、荷兰滚发散、副翼操纵反效,为保证大迎角再入段飞行安全需要研究大迎角下滚转控制。针对大迎角下副翼操纵反效问题,提出了"改善LCDP的副翼控制滚转"与"方向舵控制滚... 高超声速飞行器再入段保持大迎角下滑过程中,航向失稳、荷兰滚发散、副翼操纵反效,为保证大迎角再入段飞行安全需要研究大迎角下滚转控制。针对大迎角下副翼操纵反效问题,提出了"改善LCDP的副翼控制滚转"与"方向舵控制滚转"两种控制策略,并利用结构奇异值快速分析两种滚转控制策略的鲁棒性,最后通过仿真对比两种滚转控制策略的控制品质与鲁棒性。仿真结果表明,标称状态下两种滚转控制策略均能完成滚转控制,但在考虑气动参数摄动情况下,方向舵控制滚转的鲁棒性明显优越于改善LCDP的副翼控制滚转。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入段 LCDP 滚转控制 结构奇异值

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可重复使用飞行器再入姿态的区间二型自适应模糊滑模控制设计 被引量：5

7

作者 杨珍书 毛奇 窦立谦 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期781-790,共10页

针对具有强非线性、多变量耦合特性的可重复使用飞行器(RLV),同时考虑模型参数不确定性和外界干扰对飞行器再入姿态跟踪的影响,提出了一种基于区间二型自适应模糊滑模的姿态控制方法。首先,建立飞行器再入动态模型,并基于反步思想将控... 针对具有强非线性、多变量耦合特性的可重复使用飞行器(RLV),同时考虑模型参数不确定性和外界干扰对飞行器再入姿态跟踪的影响,提出了一种基于区间二型自适应模糊滑模的姿态控制方法。首先,建立飞行器再入动态模型,并基于反步思想将控制模型转化为姿态角和角速率相关子系统。其次,将模型参数不确定性和外界干扰视作子系统非线性项的一部分。再次,采用区间二型模糊系统逼近子系统非线性项,并结合自适应技术和滑模控制方法分别设计虚拟控制量和实际控制量。此外,引入一阶低通滤波器用以处理子系统虚拟控制律。通过Lyapunov方法的分析证明了闭环控制系统的稳定性,且飞行器姿态跟踪误差可收敛于原点附近的小邻域。最后,利用飞行器的数值仿真验证了所设计控制方法能有效跟踪飞行器参考指令,且对外界干扰有较强的鲁棒性。 展开更多

关键词 可重复使用飞行器(RLV) 姿态控制 再入段 区间二型自适应模糊系统 滑模控制

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一种基于标准轨道法的再入制导方法 被引量：3

8

作者 王鹏 杨小龙 +1 位作者 付维贤 李强 《航天控制》 CSCD 北大核心 2015年第5期22-27,32,共7页

针对再入机动飞行器再入段弹道规划问题,通过在阻力加速度-能量剖面终端加入速度倾角控制,使得在满足过程约束的同时包含速度倾角在内的其它终端状态参数满足约束条件,通过实时弹道更新在提高命中精度的同时增强算法的适应性。在攻角给... 针对再入机动飞行器再入段弹道规划问题,通过在阻力加速度-能量剖面终端加入速度倾角控制,使得在满足过程约束的同时包含速度倾角在内的其它终端状态参数满足约束条件,通过实时弹道更新在提高命中精度的同时增强算法的适应性。在攻角给定的情况下,控制指令为倾侧角,其大小分别通过跟踪阻力加速度曲线和控制速度倾角变化率得到,符号由迭代计算的倾侧反转时刻确定。仿真结果表明,给出的规划方法在以较高的精度到达再入段终点的同时具有较好轨迹特性,能满足制导设计的实时性要求。 展开更多

关键词 再入机动飞行器 再入段 阻力加速度跟踪 速度倾角控制

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基于平方根UKF的多传感器融合再入段目标跟踪研究 被引量：4

9

作者 司学慧 李小兵 +1 位作者 张彦 乔朋朋 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期303-306,共4页

为了提高再入段目标跟踪的精度,将平方根不敏卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法与多传感器分布式融合算法相结合,提出了基于平方根UKF的多传感器融合跟踪算法。在各个独立的传感器中利用平方根UKF滤波器进行状态估计,然后通... 为了提高再入段目标跟踪的精度,将平方根不敏卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)算法与多传感器分布式融合算法相结合,提出了基于平方根UKF的多传感器融合跟踪算法。在各个独立的传感器中利用平方根UKF滤波器进行状态估计,然后通过分布式融合方法融合各传感器的状态估计值得到全局的状态估计值和误差协方差,将全局误差协方差进行加权对各传感器进行分配更新。通过仿真验证,基于平方根UKF的多传感器融合跟踪算法具有较高的跟踪性能,是一种有效的非线性融合跟踪算法。 展开更多

关键词 平方根不敏卡尔曼滤波 多传感器融合 再入段 跟踪

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高超声速飞行器再入段RCS姿态控制 被引量：4

10

作者 刘军 黄一敏 +1 位作者 孙春贞 尹亮亮 《兵工自动化》 2014年第3期47-50,共4页

为满足反作用控制系统(reaction control system,RCS)姿态控制需求,对高超声速飞行器再入段的姿态控制进行研究。以X-34的RCS系统为对象,建立了RCS的数字模型,设计了RCS姿态控制率与PWPE脉冲调制器,利用非线性描述函数法分析姿态控制系... 为满足反作用控制系统(reaction control system,RCS)姿态控制需求,对高超声速飞行器再入段的姿态控制进行研究。以X-34的RCS系统为对象,建立了RCS的数字模型,设计了RCS姿态控制率与PWPE脉冲调制器,利用非线性描述函数法分析姿态控制系统的稳定性,并通过Matlab仿真验证了所设计的RCS姿态控制系统性能。仿真结果表明:该PWPF脉冲调制可以满足RCS姿态控制的需要,同时与传统的PWM脉冲调制相比,可以较大地降低RCS消耗的流量与开启次数,可为高超声速飞行器再入段RCS姿态控制系统设计提供参考。 展开更多

关键词 高超声速飞行器 再入段 反作用控制系统 姿态控制 PWPF脉冲调制 描述函数法

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高超声速临近空间飞行器非开普勒轨道研究 被引量：3

11

作者 李海林 吴德伟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2012年第3期276-279,共4页

以高超声速临近空间飞行器非开普勒轨道弹跳飞行为研究对象,论证了高超声速临近空间飞行器飞行轨道属于非开普勒轨道的研究范畴。首先给出了非开普勒轨道机动巡航段、再入段和再入瞬间的动力学方程;其次研究了再入瞬间高超声速临近空间... 以高超声速临近空间飞行器非开普勒轨道弹跳飞行为研究对象,论证了高超声速临近空间飞行器飞行轨道属于非开普勒轨道的研究范畴。首先给出了非开普勒轨道机动巡航段、再入段和再入瞬间的动力学方程;其次研究了再入瞬间高超声速临近空间飞行器的位置矢量求解问题,提出弹跳系数的概念;最后进行了仿真分析。仿真结果表明,非开普勒轨道动力学方程是正确的,弹跳系数是准确性的,从而说明了非开普勒轨道弹跳式远距离飞行方法是研究高超声速临近空间飞行器的一种新的有效途径。 展开更多

关键词 高超声速临近空间飞行器 巡航段 再入段 弹跳系数

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中远程火箭被动段飞行参数的一种预示方法

12

作者 吴兆宗 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2003年第6期47-50,共4页

对中远程火箭 ,在地面冲量发射、椭圆弹道和最小能量弹道的假设条件下 ,再入段在“直线弹道”的假设条件下 ,对给定射程提出了一种预示再入飞行器被动段飞行参数的近似解析计算方法。再入飞行器被动段飞行参数包括 :被动段飞行时间 ;最... 对中远程火箭 ,在地面冲量发射、椭圆弹道和最小能量弹道的假设条件下 ,再入段在“直线弹道”的假设条件下 ,对给定射程提出了一种预示再入飞行器被动段飞行参数的近似解析计算方法。再入飞行器被动段飞行参数包括 :被动段飞行时间 ;最大飞行高度 ;再入初始飞行速度与弹道倾角 ;最大轴向过载系数与最大动压及它们的发生高度 ;驻点最大外压、最大热流与总加热量 ;球头最大热流与总加热量 ;锥面最大外压、最大热流与总加热量 ; 展开更多

关键词 中远程火箭 再入飞行器 被动段 再入段 飞行参数 预示方法 近似解析计算方法

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临近空间乘波体飞行器弹跳瞬间特性研究 被引量：1

13

作者 李海林 吴德伟 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2012年第3期6-10,共5页

以临近空间乘波体飞行器弹跳瞬间的特性为研究对象,论证临近空间乘波体飞行器飞行轨迹属于非开普勒轨道的研究范畴;推导基于非开普勒轨道的该飞行器巡航段和再入段的动力学方程,研究弹跳瞬间临近空间乘波体飞行器的位置矢量求解问题;进... 以临近空间乘波体飞行器弹跳瞬间的特性为研究对象,论证临近空间乘波体飞行器飞行轨迹属于非开普勒轨道的研究范畴;推导基于非开普勒轨道的该飞行器巡航段和再入段的动力学方程,研究弹跳瞬间临近空间乘波体飞行器的位置矢量求解问题;进而论述弹跳瞬间特性,提出弹跳系数的概念,最后进行仿真分析,结果表明临近空间乘波体飞行器弹跳瞬间有明显的拐点特性并且加速度必须满足一定的条件才能弹跳,所得结论对临近空间乘波体飞行器弹跳飞行的研究具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 非开普勒轨道 临近空间乘波体飞行器 巡航段 再入段 弹跳系数

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再入段气象条件偏差对导弹精度影响的仿真研究 被引量：1

14

作者 夏宏 左瑞亭 《战术导弹技术》 2010年第2期105-108,112,共5页

气象条件偏差是影响弹道导弹再入段射击精度的一个重要的误差源.建立了气象条件扰动下的再入段弹道数学模型,通过数值计算研究了某地区60年平均气象条件偏差引起的导弹落点偏差,结论对于提高导弹射击精度具有一定的参考价值.

关键词 再入段 气象条件偏差 射击精度

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探月返回器再入目标搜索捕获研究 被引量：1

15

作者 单福悦 傅明 +2 位作者 刘振鑫 周峰 郑文博 《无线电工程》 2019年第7期637-640,共4页

探月返回器再入段目标角动态大,可见弧段短。针对该问题,分析返回器再入目标捕获难点及关键技术,利用多波束测控系统波束指向控制灵活迅速的特点,通过对空域成像覆盖、捕获时间及流程设计进行研究,可以完成多波束同时覆盖预定空域进行... 探月返回器再入段目标角动态大,可见弧段短。针对该问题,分析返回器再入目标捕获难点及关键技术,利用多波束测控系统波束指向控制灵活迅速的特点,通过对空域成像覆盖、捕获时间及流程设计进行研究,可以完成多波束同时覆盖预定空域进行目标搜索、大范围高动态目标的快速检测和捕获跟踪,从而实现探月返回器再入搜索捕获。仿真结果表明,所提方法能够实现信号快速检测,完成大动态目标角捕获以及大动态弱信号的快速捕获。 展开更多

关键词 探月返回器 再入段 多波束测控系统 空域成像

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探月返回器跳跃式再入过载抑制算法研究 被引量：1

16

作者 郭敏文 王大轶 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1569-1577,共9页

针对小升阻比探月返回器大航程、跳跃式再入的特点,采用了新的过载约束条件,并在此基础上对过载抑制问题进行了描述。然后对跳跃式再入过程中影响开普勒段航程的因素进行了分析,将气动升力在地球矢径方向的分量等效为万有引力的小扰动力... 针对小升阻比探月返回器大航程、跳跃式再入的特点,采用了新的过载约束条件,并在此基础上对过载抑制问题进行了描述。然后对跳跃式再入过程中影响开普勒段航程的因素进行了分析,将气动升力在地球矢径方向的分量等效为万有引力的小扰动力,推导得出了与预测校正制导律相结合的过载抑制算法。最后通过仿真校验了该算法在不影响返回器着陆精度的前提下有效实现了过载抑制,各种偏差情况下的蒙特卡洛仿真也体现了该算法的实用性及鲁棒性。 展开更多

关键词 探月返回器 小升阻比 跳跃式再入 开普勒段 蒙特卡洛仿真

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一种考虑禁飞圆约束的在线再入弹道规划方法 被引量：1

17

作者 王鹏 杨小龙 +1 位作者 付维贤 李强 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2016年第2期1-7,共7页

采用基于航向误差走廊的横向机动策略绕飞禁飞圆,满足过程约束的同时也使得包含速度倾角在内的其它终端状态参数满足约束条件。飞行过程中实时进行弹道更新,提高跟踪精度的同时,也使得再入飞行器初步具备了飞行过程中自主变换打击目标... 采用基于航向误差走廊的横向机动策略绕飞禁飞圆,满足过程约束的同时也使得包含速度倾角在内的其它终端状态参数满足约束条件。飞行过程中实时进行弹道更新,提高跟踪精度的同时,也使得再入飞行器初步具备了飞行过程中自主变换打击目标的能力。仿真结果表明,给出的规划方法能实时规划出满足约束的再入弹道,以较高的精度到达再入段终点的同时具有较好轨迹特性。 展开更多

关键词 再入段 阻力加速度-能量剖面 速度倾角控制 阻力加速度更新

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一种基于分步过渡的再入段组合导引法

18

作者 李刚 胥尚博 《航天电子对抗》 2014年第4期8-11,共4页

针对比例导引法在弹道导弹再入段误差修正时可能引起的导弹攻角和侧滑角变化剧烈的问题,提出了一种基于分步过渡的再入段组合导引法,并采用了一种考虑弹道倾角增量和弹道偏角增量变化范围的过渡段计算方法。仿真结果表明,改进的组合导... 针对比例导引法在弹道导弹再入段误差修正时可能引起的导弹攻角和侧滑角变化剧烈的问题,提出了一种基于分步过渡的再入段组合导引法,并采用了一种考虑弹道倾角增量和弹道偏角增量变化范围的过渡段计算方法。仿真结果表明,改进的组合导引法减小了侧滑角和横向过载的变化范围,并减弱了两种导引法交班段的攻角、侧滑角和过载突变问题,在保证导弹末段飞行稳定控制的同时减小了再入段误差对导弹射击精度的影响。 展开更多

关键词 再入段 比例导引 追踪导引 分步过渡

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一种再入类弹道模型的目标跟踪算法研究

19

作者 张彦 李小兵 司学慧 《航天制造技术》 2011年第5期61-64,共4页

针对当前机动目标跟踪算法中跟踪模型与再入目标实际运动差别较大,影响跟踪精度的问题,根据弹道导弹再入段的特点,分析目标运动状态,推导出一种基于再入类弹道目标模型的目标跟踪算法,并与基于CA模型的目标跟踪算法做了性能比较,结果表... 针对当前机动目标跟踪算法中跟踪模型与再入目标实际运动差别较大,影响跟踪精度的问题,根据弹道导弹再入段的特点,分析目标运动状态,推导出一种基于再入类弹道目标模型的目标跟踪算法,并与基于CA模型的目标跟踪算法做了性能比较,结果表明,该算法具有可行性,可以提高对目标的跟踪精度。 展开更多

关键词 弹道模型 再入段 目标跟踪 扩展卡尔曼滤波

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RLV再入段模糊NLPID抗干扰控制器设计

20

作者 王佳 曾庆华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2021年第6期42-48,共7页

可重复使用运载火箭(Reusable Launch Vehicle,RLV)再入段气动环境复杂,针对RLV再入段姿态控制抗干扰和弱鲁棒性问题,提出一种模糊非线性PID(Nonlinear PID,NLPID)抗干扰控制器。为提高NLPID控制器的抗干扰和滤波能力,采用了新型跟踪微... 可重复使用运载火箭(Reusable Launch Vehicle,RLV)再入段气动环境复杂,针对RLV再入段姿态控制抗干扰和弱鲁棒性问题,提出一种模糊非线性PID(Nonlinear PID,NLPID)抗干扰控制器。为提高NLPID控制器的抗干扰和滤波能力,采用了新型跟踪微分器。为克服参数摄动和外界扰动对姿态控制系统的影响,总结了模糊NLPID控制器参数影响系统响应速度、超调量的规律;根据上述规律改进模糊规则,以攻角误差及其微分为输入量,经过模糊推理得到速度因子和增益的修正量。与模糊PID控制器仿真对比,结果表明:模糊NLPID控制器的响应速度和抑制超调效果更佳,削弱了外界扰动对模糊推理过程的影响,具有自适应能力强和调节参数少的特点。 展开更多

关键词 RLV 再入段 姿态控制 模糊NLPID 抗干扰

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